Исследовательская работа Соли интересные факты

Номинация «Химия»
Научно – исследовательская работа
«Соли: интересные факты»
Выполнила: Иванова Луиза Сергеевна
ученица 7 класса
МБОУ «Таканышская СОШ»
Мамадышского муниципального района РТ
Руководитель:
учитель химии Иванова З. Г.
Оглавление: стр.
I. Введение 3
II.Основная часть
1. Соли: интересные факты 4
1.1. Что такое соли 4
1.2. Поваренная соль 5
1.3. Применение солей 8
1.4. Строение солей 11
2. Описание эксперимента 13
2.1. Выращивание кристаллов соли 13
III. Заключение 14
IV. Литература 15
Приложение 16
Введение
Часто можно слышать слова «соль», «соли». И поэтому мне захотелось больше узнать о солях. В настоящее время мы не представляем нашу жизнь без солей, поэтому, я считаю, что тема моей работы является очень актуальной.
В ходе работы с литературой узнала, что самой можно вырастить кристаллы солей. Меня это очень заинтересовало, и я решила провести этот эксперимент и попробовать вырастить кристаллы. Данная тема уже очень хорошо разработана, легко можно получить информацию из разных источников, но все равно собственноручно полученные знания и опыт всегда дороги. Объектом исследования взяла хлорид натрия, медный купорос и алюмокалиевые квасцы.
Целью исследования было изучение строения, применение солей и на практике получить кристаллы солей хлорида натрия, медного купороса и алюмокалиевых квасцов. По гипотезе из насыщенного раствора соли можно легко вырастить кристаллы.
Задачи: Изучить что такое соли, роль солей для живых организмов и их применение, научиться проводить исследования, работать с научной литературой, делать выводы из результатов опыта, опытно-экспериментальным путем обосновать возможность получения кристаллов из насыщенного раствора.
В ходе исследования применяли эмпирические и теоретические методы: наблюдение, эксперимент, анализ и синтез. Для приобретения теоретических знаний по этой теме использовали разные источники информации печатные и электронные: (интернет ресурсы).
II. Основная часть
1. Соли: интересные факты.
1.1. Что такое соли
Что такое соль, разные люди ответят по-разному. Так, химик скажет, что это химическое соединение, результат взаимодействия щелочи и кислоты. Минеролог пояснит, что соль – это, прежде всего, плод геологических процессов, происходивших на протяжении веков. Кулинар заявит, что соль – это непременная составляющая многих блюд, без которой пища будет пресной и невкусной. Для биохимика и медика - это раствор, циркулирующий в организме человека, без которого невозможны определенные биохимические реакции и соответственно, невозможно нормальное функционирование органов. И каждый из этих людей будет по-своему прав.
Если более конкретно сказать, солями называются сложные вещества, состоящие из кислотных остатков и атомов металлов или других атомных группировок. При диссоциации солей образуются катионы металлов (а также катион аммония NH4) и анионы кислотных остатков.При полном замещении атомов водорода в молекуле кислоты образуются средние (или нормальные) соли (KNO3, Na2CO3), при неполном - кислые соли (NaHCO3, Ca(HCO3)2), при частичном замещении групп OH- в молекуле многокислотного гидроксида кислотными остатками образуются основные соли, (Zn(OH)Cl, Al(OH)SO4). Также существует группа комплексных солей, состав которых нельзя объяснить, используя обычные представления о валентности. Строение и свойства этих соединений изучаются в высшей школе. Соли являются твердыми кристаллическими веществами с самой различной растворимостью в воде. По этому критерию их условно делят на растворимые, малорастворимые и практически нерастворимые.
. Поваренная соль.
Издавна в народе солью называется хлорид натрия NaCl. Без обычной соли, так называемой поваренной - NaCl, большинство животных, как травоядных, так и плотоядных испытывают так называемое солевое голодание.
Плотоядные животные, обеспечивают свой организмом солью, поступающей с мясом и кровью добычи, травоядные - ищут выступы соли, соленые почвы, лижут их, тем самым, обеспечивая солью организм.
Для человека соль также необходима. Недаром в древности соль служила своеобразной валютой, многие племена и народности вынуждены были покупать или обменивать соль у тех племен, на территории которых были залежи солей. (Даже в настоящее время многие племена, в основном в сельве Южной Америке и горных джунглях Новой Гвинеи испытывают солевой дефицит, соль там до сих пор считается одной из главных видов “валюты”,  часто вместо соли используется зола сожженных растений определенного вида, способных накапливать соль.) В те времена соль ценилась выше золота: ведь, как гласила пословица, «без золота прожить можно, а без соли - нельзя». Из-за месторождений каменной соли происходили военные столкновения, а иногда нехватка соли вызывала «соляные бунты». По рассказам Н. Миклухо-Маклая, папуасы, найдя дерево, долго пролежавшее в морской воде, сжигали его и ели соленую золу. Египтяне выпаривали под солнцем соль из морской воды в специальных ваннах. Шумеры в III тысячелетии до н. э. опускали бревна в воду Персидского залива, затем высушивали и счищали с них кристаллы соли.
На Руси издавна была известна беломорская соль, так называемая «морянка», ее варили русские поморы, жившие на побережье Белого моря. Но соль может оказывать и отрицательное воздействие, в больших количествах поваренная соль (да и другие легкорастворимые соли) вредны - они затрудняют работу печени и почек, способствуют отложению солей в сосудах, заболеванию артритом.
В зависимости от происхождения различают каменную соль - из природных залежей, осадочную - со дна озер и вакуумную - получаемую из так называемых рассолов. Осадочные залежи каменной соли находятся во многих местах: ее добывают в Донбассе, Пермской области, Нижнем Поволжье и в Украине - в Закарпатье. Крупные месторождения галита есть в Германии и Австрии.
Соленый вкус - уникальное и важнейшее свойство, которое в чистом виде свойственно только каменной соли. Так природа выделила среди других веществ то, которое обладает незаменимыми биологическими функциями, и главная из них - поддержание солевого баланса в тканях и клетках. При испарении морской воды под солнцем находящиеся в ней химические вещества выкристаллизовываются в определенном порядке и представляют собой смесь, близкую по набору и соотношению основных ее компонентов к неорганическим соединениям крови человека. Этот минерал с полным основанием можно отнести к бесценным!
Минерал каменной соли формировался 250 миллионов лет назад в условиях древних морских лагун. Его залежи, ровесники пермской геологической эпохи, «выжимались» горными породами, образуя диапиры - соляные столбы.
Когда каменная соль по тектоническим трещинам достигала поверхности Земли, она растекалась, образуя соляные ледники - глетчеры. Иногда минерал мог образовываться в кратерах вулканов.
Каменная соль находит широчайшее применение в различных отраслях промышленности 
На необходимость соления мяса для его сохранения указывалось еще в Библии. Посолочнонитритная смесь используется в производстве копченостей - для стабилизации розово-красного цвета, увеличения срока хранения и улучшения вкуса колбас.
Соль является важным сырьем в фармацевтической отрасли. Стерильные физиологический, гипертонический и гипотонический растворы, регидрон, цитроглюкасолан, аквамарис, физиомер, оралит - этот список можно продолжить.
Морская соль и экстракты водорослей широко применяются в косметике. Антиоксидантный селен, входящий в состав морской соли, защищает кожу от воздействия ультрафиолета. Соль как скраб присутствует в антицеллюлитных, массажных кремах, кремах и гелях для похудения. Доказано, что соль проникает в глубокие слои кожи и «вытягивает» болезнетворные клетки. Фито- и аромасоли для ванн известны расслабляющим и омолаживающим действием.
В химической промышленности соль необходима для получения гипса, соды, каустика. Специальная таблетированная соль используется в системах очистки воды.
Соль - это производство пластмасс, бумаги, мыла, стекла. В кожевенной промышленности ее применяют для дубления кожи.
Каменная соль промышленного назначения широко используется в металлургической, нефтегазовой промышленности, например, при бурении нефтяных скважин.
Кормовая брикетированная поваренная соль входит в рацион кормления скота, птицы, пушных зверей, а также в качестве рецептурного компонента при производстве комбикормов и биовитаминных добавок. «Тщательно изучай недра Земли, и, продвигаясь вперед, найдешь скрытый камень, истинное лекарство». Эти слова о vilriolum - «тайной растворяющей соли» - были написаны немецким монахом XV-XVI веков Василием Валентином. Возможно, они еще не разгаданы до конца.
«Чтобы узнать человека, надо пуд соли с ним съесть», - гласит пословица. А действительно, много это или мало? Каждому из нас в год требуется около 5-6 кг поваренной соли. Таким образом, 16 кг хватило бы двоим почти на 1,5 года. Для всего человечества потребность в соли составляет около 7 миллионов тонн ежегодно! Питание можно сбалансировать и не употреблять столько соли, но большинство из нас по привычке солит пищу, желая улучшить вкус приготовленной еды.
Виды пищевой соли:- каменная и поваренная (это два варианта одного и того же продукта: каменной солью называют осветленный неочищенный натурпродукт, а поваренной – очищенную промышленным способом каменную соль);- йодированная (производится путем добавления в поваренную соль определенного количества йодата калия);- экстра (это чистый хлорид натрия, все дополнительные микроэлементы уничтожаются в процессе выпаривания из нее воды и при очистке содой);- морская (соль, обогащенная минералами, чрезвычайно полезная для употребления в пищу);- черная (природная неочищенная соль, богатая йодом, железом, калием, серой и др., мало популярна в виду высокой цены и неприятного вкуса);- диетическая (со сниженным содержанием натрия, но с добавлением магния и калия – микроэлементов, роль которых в работе сердца и сосудов трудно переоценить).и щели
1.3. Применение солей
Кроме хлорида натрия ряд других солей являются соединениями, необходимыми в значительных количествах для обеспечения жизнедеятельности животных и растительных организмов (соли натрия, калия, кальция, а также соли, содержащие элементы азот и фосфор). Ниже, на примерах отдельных солей, показаны области применения представителей данного класса неорганических соединений.
NaCl - хлорид натрия. О широте использования этой соли говорит тот факт, что мировая добыча этого вещества составляет 200 млн. т.
Хлорид калия KCl. Для медицинского воздействия на организм человека Калий – основной внутриклеточный ион, играющий важную роль в регулировании функций организма. Показания- нарушение сердечного ритма, интоксикация после введения некоторых сердечных припаратов, недостаток калия в организме. Хлорид калия является наиболее распространённым калийным удобрением. На кристаллах хлорида калия возможно формирование голограмм.
Хлорид кальция CaCl2. В быту можно получить нагреванием хлорной извести (хлорки). Он растворим в воде. Применяют для получения металлического кальция,в холодильном деле, медицине . Ускоритель схватывания цемента; как противогололёдное средство; для обеспыливания гравийных дорог.
Хлорид аммония NH4Cl . Азотное удобрение (до 25% N) для нейтральных и щелочных почв под культуры, слабо реагирующие на избыток хлора (сахарная свекла, рис, кукуруза). Применяют также в в медицине, как дымообразователь, в фотографии как компонент, для закрепления фотографического изображения на фотоплёнке, фотобумаге или ином носителе.
Хлорид железа FeCl3. Применяется как удаление верхнего слоя (протравка) при крашении тканей. Применяется для очистки воды.
Сульфат кальция CaSO4. В пищевой промышленности, медицине и в строительстве как алебастр (гипс).
CaCO3 – в природе встречается в виде мела, мрамора, известняка. Мел - применяют в цементной, стекольной, резиновой и др. отраслях промышленности. Мрамор — горная порода - разнообразен по окраске, нередко с красивым узором, хорошо принимает полировку. Декоративный и поделочный камень. Известняк - используется в металлургии, строительстве, химической промышленности и др.
Сульфат меди CuSO4. Безводный сульфат меди можно использовать как индикатор влажности, с его помощью в лаборатории проводят осушку этанола (Спирт) и некоторых других веществ, расходуется на борьбу с вредителями в сельском хозяйстве. В строительстве водный раствор сульфата меди применяется для нейтрализации последствий протечек, ликвидации пятен ржавчины, а также как средство для предотвращения гниения древесины.
Сульфат натрия Na2SO4. Применение сульфата натрия — стекольное производство. В медицине и ветеринарии ранее широко использовался в качестве солевого слабительного средства, применяется также как компонент в средствах для промывания носа. В небольших количествах сульфат натрия находит применение в химических лабораториях — в качестве обезвоживающего средства.
Нитрат натрия NaNО3. Применяется как удобрение; в стекольной, металлообрабатывающей промышленности; для получения взрывчатых веществ, ракетного топлива и пиротехнических смесях для придания огню желтого цвета.
Нитрат кальция Са(NО3)2. Гранулированный, безводный нитрат кальция, применяется, как добавка в бетон, а также как один из компонентов для производства взрывчатки и в производстве стеклопластиков. Кальциевая селитра является физиологическим щелочным удобрением, пригодным для всех почв и прежде всего для закисленных почв азотное удобрение.
Нитрат аммония NH4NO3 Большая часть нитрата аммония используется либо непосредственно как хорошее азотное удобрение, либо как полупродукт для получения прочих удобрений.
Карбонат натрия Na2CO3. Карбонат натрия используют в стекольном производстве, мыловарении и производстве стиральных и чистящих порошков. Также он применяется для смягчения воды паровых котлов и вообще устранения жёсткости воды, для обезжиривания металлов .
Алюмокалиевые квасцы KAl(SO4)2*12H2O. Применяются в меховой и кожевенной промышленности для выделки меха и кожи, в целлюлозно-бумажной промышленности в качестве коагулянта. Также применяются для очистки питьевых и сточных вод промышленных, коммунальных и пр., а также как разрыхлитель при выпечке хлебо-булочных изделий и в качестве регулятора кислотности и стабилизатора и в медицине.
Надо сказать, что среди солей есть очень вредные и ядовитые. Особенно вредны соли тяжелых металлов, селена, мышьяка. Токсичность солей тяжёлых металлов связана с физико-химическими свойствами металлов. Так, высокая электроотрицательность ртути даёт ей возможность в первую очередь взаимодействовать с активными центрами ферментов и снижать их активность, а у растений – подавлять фотосинтез в хлоропластах.
Существует более 50 элементов, которые могут быть отнесены к тяжёлым металлам, 17 из них считаются очень токсичными, но довольно широко распространёнными. Токсичная концентрация зависит от вида металла, его биологической роли и вида организма, который подвергается его воздействию.
1.4. Строение солей.
Как сказано выше, соли являются твердыми кристаллическими веществами.
Кристаллы – вещества, в которых мельчайшие частицы (атомы, ионы или молекулы) «упакованы» в определенном порядке, образуя в пространстве кристаллическую решетку. Кристалли́ческая решётка — вспомогательный геометрический образ, вводимый для анализа строения кристалла. Решётка имеет сходство с канвой или сеткой - пространственное периодическое расположение атомов или ионов в кристалле. В результате при росте кристаллов на их поверхности самопроизвольно возникают плоские грани, а сами кристаллы принимают разнообразную геометрическую форму.
Интересно происхождения слова «кристалл» (оно звучит почти одинаково во всех европейских языках).
Много веков назад среди вечных снегов в Альпах, на территории современной Швейцарии, нашли очень красивые, совершенно бесцветные кристаллы, очень напоминающие чистый лед.
Древние натуралисты так их и назвали – «кристаллос», по-гречески – лед; это слово происходит от греческого «криос» – холод, мороз. Полагали, что лед, находясь длительное время в горах, на сильном морозе, окаменевает и теряет способность таять.
Как вырастить кристалл?
Кристаллы солей можно вырастить и самим. Выращивание кристаллов - процесс очень интересный, но бывает достаточно длительным. Если кристаллизация идёт очень медленно, получается один большой кристалл, если быстро — то множество мелких. Выращивание кристаллов в лабораторных и домашних условиях производят разными способами. Например, охлаждая насыщенный раствор. С понижением температуры растворимость веществ уменьшается (в основном, это касается безводной соли), и они, как говорят, выпадают в осадок. Сначала в растворе и на стенках сосуда появляются крошечные кристаллы-зародыши. Когда охлаждение медленное, а в растворе нет твёрдых примесей (скажем, пыли), зародышей образуется немного, и постепенно они превращаются в красивые кристаллики правильной формы. При быстром охлаждении возникает много мелких кристалликов, почти никакой из них не имеет правильную форму, ведь их растёт множество, и они мешают друг-другу. . Выращивание кристаллов можно осуществить и другим способом - постепенным удалением воды из насыщенного раствора. И в этом случае, чем медленнее удаляется вода, тем лучше получается результат. Оставьте открытым сосуд с раствором при комнатной температуре на длительный срок, накрыв его листом бумаги, — вода при этом будет испаряться медленно, и пыль в раствор попадать не будет. Растущий кристаллик можно либо подвесить в насыщенном растворе на тонкой прочной нитке, либо положить на дно сосуда. В последнем случае кристаллик периодически надо поворачивать на другой бок. По мере испарения воды в сосуд следует подливать свежий раствор. Даже если наш исходный кристаллик имел неправильную форму, он рано или поздно сам выправит все свои дефекты и примет форму, свойственную данному веществу. Но к сожалению есть некоторые особенности их хранения (конечно каждая соль и вещество имеют свои особенности). Например, если кристаллик квасцов оставить открытым в сухом воздухе, он, постепенно теряя содержащуюся в нём воду, превратится в невзрачный серый порошок. Чтобы предохранить его от разрушения, можно покрыть бесцветным лаком. Медный купорос и поваренная соль - более стойки и Вы смело можете с ними работать.
2. Описание эксперимента.
2.1. Выращивание кристаллов соли.
Оборудование: соль, вода, стакан, нить, палочка или карандаш.
Ход работы:
Берем ёмкости-стаканы, готовим насыщенный раствор. Для этого заливаем горячей водой соль в стеклянный стакан и помешиваем до тех пор, пока она не перестает растворяться. В стакане получается насыщенный раствор. Дальнейшие добавки соли у меня не растворялись и легли на дно стакана в виде осадка. Когда соль совсем перестала растворяться, я слила получившийся раствор в другой стакан, чтобы на дно стакана с раствором не попало ни одной крупинки.
Помещаем в каждый стакан нитки с кристалликами - «затравками», которые привязаны к палочке или карандашу и начинаем вести наблюдение. Через несколько часов начинают расти кристаллы, а уже через 1,5-2 суток достигают довольно крупных размеров. Лучше всех и красивее получились кристаллы медного купороса и алюмокалиевых квасцов. Из них легко можно увидеть какой формы кристаллы у каждой соли. У поваренной соли она кубическая, у медного купороса ромбическая, у алюмокалиевых квасцов в виде октаэдра (рис.2-4).
III. Заключение.
В ходе исследовательской работы я узнала много интересного о солях, об их применении, о роли поваренной соли. На практике получила кристаллы поваренной соли, медного купороса и алюмокалиевых квасцов.
Вывод. Соли являются очень важными соединениями и широко применяются в разных областях. Поваренная соль одна из важнейших среди них.
Из насыщенного раствора соли можно получить очень красивые кристаллы. Легче всего получить кристаллы медного купороса и алюмокалиевых квасцов.
IV. Литература.
1.http://www.kakprosto.ru/ Что такое соли.
2.appetissimo.ru›akademiya/1459-соль.  
3. slideboom.com. Применение солей
4.krugosvet.ru. Кристаллы.
5.kristallikov.net. Занимательная химия.
V. Приложение.

Рис.1. Начало эксперимента.


Рис.2. Кристалл медного купороса Рис. 3. Кристаллы поваренной соли

Рис. 4.Кристаллы алюмокалиевых квасцов